JPH1138324A - Laser scanning microscope - Google Patents

Laser scanning microscope

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JPH1138324A
JPH1138324A JP9212597A JP21259797A JPH1138324A JP H1138324 A JPH1138324 A JP H1138324A JP 9212597 A JP9212597 A JP 9212597A JP 21259797 A JP21259797 A JP 21259797A JP H1138324 A JPH1138324 A JP H1138324A
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JP
Japan
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sample
image
image information
slice
scanning microscope
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9212597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kouji Yamagaki
浩司 山垣
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH1138324A publication Critical patent/JPH1138324A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser scanning microscope that can continuously obtain neither too much not too little section images even though the thickness of a sample is not previously calculated. SOLUTION: This microscope is provided with a dichroic mirror 3 reflecting an exciting laser beam and also transmitting fluorescence, a two-dimensional scanning unit 4 two-dimensionally scanning the sample 13 with the exciting laser beam, an objective lens 7 arranged between the two-dimensional scanning unit 4 and the sample 13, a Z-axis controller whose relative position with the sample 13 and the objective lens 7 in an optical axis direction is made movable and a monitor 22 observing the fluorescence. In this case, the relative position is moved in the optical axis direction by a specified distance by driving the Z-axis controller 8, and the image information of the section images acquired by each movement is compared with each other, and the acquisition of the section images is completed based on the compared result of the image information.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ走査顕微鏡に
関する。
[0001] The present invention relates to a laser scanning microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】共焦点レーザ走査顕微鏡は、励起レーザ
光を試料に照射するレーザ光源と、励起レーザ光と試料
から発せられる蛍光とを分離するダイクロイックミラー
と、励起レーザ光を2次元走査する2次元スキャンユニ
ットと、2次元スキャンユニットと試料との間に配置さ
れた対物レンズと、ダイクロイックミラーと検出装置と
の間に配置され、集光レンズと集光レンズの焦点面に設
けられたピンホールと、試料と対物レンズとの光軸方向
における相対位置を移動可能な駆動装置と、蛍光を観察
する観察装置とを備える。
2. Description of the Related Art A confocal laser scanning microscope is composed of a laser light source for irradiating a sample with excitation laser light, a dichroic mirror for separating the excitation laser light and fluorescence emitted from the sample, and a two-dimensional scanning with the excitation laser light. A two-dimensional scan unit, an objective lens disposed between the two-dimensional scan unit and the sample, a condensing lens disposed between the dichroic mirror and the detection device, and a pinhole provided on a focal plane of the condensing lens. A driving device that can move a relative position between the sample and the objective lens in the optical axis direction, and an observation device that observes fluorescence.

【0003】レーザ光源から射出された励起レーザ光
は、ダイクロイックミラーによって反射された後、2次
元スキャンユニットによって2次元走査され、対物レン
ズによって光軸にほぼ直角な試料面に集光される。
An excitation laser beam emitted from a laser light source is reflected by a dichroic mirror, two-dimensionally scanned by a two-dimensional scanning unit, and focused on a sample surface substantially perpendicular to the optical axis by an objective lens.

【0004】励起レーザ光の照射によって試料から発生
した蛍光は励起レーザ光とともに対物レンズから走査ミ
ラーへと光路を逆行し、ダイクロイックミラーで励起レ
ーザ光と分離される。
[0004] The fluorescence generated from the sample by the irradiation of the excitation laser light travels backward along the optical path from the objective lens to the scanning mirror together with the excitation laser light, and is separated from the excitation laser light by the dichroic mirror.

【0005】ダイクロイックミラーを透過した蛍光は、
集光レンズにより光路中に配置したピンホールに集光さ
れる。このとき、試料の結像部で発した蛍光のみがピン
ホールを通過し、検出装置で受光されるとともに、検出
装置で光量に応じた電気信号に変換される。
[0005] The fluorescence transmitted through the dichroic mirror is
The light is focused on a pinhole arranged in the optical path by the focusing lens. At this time, only the fluorescence emitted from the imaging portion of the sample passes through the pinhole, is received by the detection device, and is converted into an electric signal corresponding to the light amount by the detection device.

【0006】この電気信号と走査位置情報とをコンピュ
ータを用いて所定の処理を行うことで試料の非常に薄い
切片像が得られる。このとき、駆動装置を駆動して焦点
面を光軸方向へ移動させて対物レンズと試料との距離
(ピント)を変えることにより、各焦点面における切片
像を連続的に取得することができる。
[0006] A very thin slice image of the sample can be obtained by subjecting the electric signal and the scanning position information to predetermined processing using a computer. At this time, by driving the driving device to move the focal plane in the optical axis direction to change the distance (focus) between the objective lens and the sample, it is possible to continuously acquire the slice images on each focal plane.

【0007】試料全体の切片像を取得するには、予め試
料の厚さを求め、この厚さに応じて焦点面の移動間隔や
取得する切片像の枚数等の条件を、予めメモリに記憶さ
せておく必要がある。
In order to obtain a slice image of the entire sample, the thickness of the sample is determined in advance, and conditions such as the focal plane movement interval and the number of slice images to be obtained are stored in a memory in advance in accordance with the thickness. Need to be kept.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、試料の厚さを
求めるには、1枚目(試料の最上部)の画像取得時のス
テージのZ方向(光軸方向)の位置と最後(試料の最下
部)の画像取得時のステージのZ方向の位置とから試料
の厚さを予め計算しておく必要があり、煩わしいもので
あった。
However, in order to obtain the thickness of the sample, the position of the stage in the Z direction (optical axis direction) at the time of acquiring the first image (the uppermost portion of the sample) and the last position (the direction of the sample) are obtained. The thickness of the sample needs to be calculated in advance from the position of the stage in the Z direction at the time of image acquisition (at the bottom), which is troublesome.

【0009】試料の厚さが正確に求められていないと、
連続的に取得される切片像の枚数に過不足が生じてしま
う。
If the thickness of the sample is not accurately determined,
The number of continuously acquired slice images may be too small or too large.

【0010】図4及び図5は試料の厚さと切片像の枚数
との関係を説明する図である。
FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining the relationship between the thickness of the sample and the number of slice images.

【0011】例えば、計算で求めた試料の厚さが実際の
試料113よりも薄い場合には、試料113の厚さ方向
において必要とする枚数の切片像113Aを取得するこ
とができず、試料113の画像情報113Bが不足して
しまう(図4参照)。
For example, when the thickness of the sample obtained by the calculation is smaller than the actual sample 113, the required number of slice images 113A in the thickness direction of the sample 113 cannot be obtained, and the sample 113 cannot be obtained. Image information 113B is insufficient (see FIG. 4).

【0012】逆に計算で求めた試料の厚さが実際の試料
113の厚さより厚い場合には、試料113の画像情報
113Bとして意味のない切片像113Aまで取得して
しまう(図5参照)。
Conversely, if the thickness of the sample obtained by calculation is larger than the actual thickness of the sample 113, a meaningless slice image 113A is acquired as image information 113B of the sample 113 (see FIG. 5).

【0013】また、試料113の厚さを求めるためには
試料113の同じ部分をレーザ光によって繰り返し走査
するので、レーザ光の照射によって蛍光を発する試料の
場合には、試料のダメージや蛍光の退色が大きくなって
しまうという問題がある。
Further, in order to determine the thickness of the sample 113, the same portion of the sample 113 is repeatedly scanned by laser light. Therefore, in the case of a sample which emits fluorescence by irradiation with laser light, damage to the sample or fading of the fluorescence There is a problem that becomes large.

【0014】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は試料の厚さを予め計算しなくとも
過不足なく、試料全体の切片像を連続的に取得できるレ
ーザ走査顕微鏡を提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser scanning microscope capable of continuously acquiring a slice image of the entire sample without excess or deficiency without previously calculating the thickness of the sample. To provide.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項1記載の発明のレーザ走査顕微鏡は、励起レー
ザ光を反射するとともに蛍光を透過する光分離手段と、
前記励起レーザ光を試料上で2次元走査する走査手段
と、前記走査手段と前記試料との間に配置された対物レ
ンズと、前記試料と前記対物レンズとの光軸方向におけ
る相対位置を移動可能な駆動手段と、前記光分離手段を
透過した蛍光を受光して、試料の切片像を取得する観察
手段とを備えたレーザ走査顕微鏡において、前記駆動手
段を駆動して前記相対位置を光軸方向へ所定距離ずつ移
動させ、その移動の度に、移動前後に取得される切片像
同士の画像情報を比較し、この画像情報の比較結果に基
づいて前記切片像の取得を終了させる制御手段を備えて
いることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser scanning microscope which reflects an excitation laser beam and transmits fluorescence.
Scanning means for two-dimensionally scanning the excitation laser light on the sample, an objective lens arranged between the scanning means and the sample, and a movable relative position in the optical axis direction between the sample and the objective lens Laser scanning microscope, comprising: a driving unit that receives the fluorescence transmitted through the light separating unit and an observation unit that obtains a slice image of the sample. The driving unit drives the driving unit to move the relative position in the optical axis direction. Control means for moving the image by a predetermined distance, and for each movement, comparing the image information of the slice images acquired before and after the movement, and ending the acquisition of the slice image based on the comparison result of the image information. It is characterized by having.

【0016】駆動手段を駆動させて相対位置を光軸方向
へ所定距離ずつ移動させ、その移動の度に取得される切
片像同士の画像情報を比較し、この画像情報の比較結果
に基づいて切片像の取得を終了させるので、試料が存在
し、前に取得した切片像と後で取得した切片像の画像情
報が異なっている間は、焦点面の移動と切片像の取得と
が行われ、試料が存在しなくなり隣り合う切片像の画像
情報が同じになったとき、光軸方向の移動と切片像の取
得とが終了する。
The driving means is driven to move the relative position by a predetermined distance in the direction of the optical axis, and the image information of the slice images acquired at each movement is compared. Based on the comparison result of the image information, the slice information is obtained. Since the acquisition of the image is terminated, while the sample is present and the image information of the previously acquired section image and the image information of the later acquired section image are different, the movement of the focal plane and the acquisition of the section image are performed, When the sample does not exist and the image information of the adjacent slice images becomes the same, the movement in the optical axis direction and the acquisition of the slice images are completed.

【0017】請求項2記載の発明のレーザ走査顕微鏡
は、請求項1記載のレーザ走査顕微鏡において、前記画
像情報は各画素の輝度情報であり、前記比較する前の前
記輝度情報が予め定められた閾値以上の値を所定の割合
以上有するとき、前記制御手段は切片像の取得を続ける
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the laser scanning microscope according to the first aspect, the image information is luminance information of each pixel, and the luminance information before the comparison is predetermined. When the value having the value equal to or more than the threshold value is equal to or more than the predetermined ratio, the control unit continues acquiring the slice image.

【0018】比較する前の輝度情報が予め定められた閾
値以上の値を所定の割合以上有するときには、試料が存
在すると判断され、切片像取得が続けられる。
If the luminance information before comparison has a value equal to or greater than a predetermined threshold value and equal to or greater than a predetermined ratio, it is determined that a sample is present, and the slice image acquisition is continued.

【0019】請求項3記載の発明のレーザ走査顕微鏡
は、請求項1記載のレーザ走査顕微鏡において、前記画
像情報は各画素の輝度情報であり、前記比較結果が予め
定められた閾値以下の値を所定割合以上有するとき、制
御手段は切片像の取得を終了する。
A laser scanning microscope according to a third aspect of the present invention is the laser scanning microscope according to the first aspect, wherein the image information is luminance information of each pixel, and the comparison result is a value equal to or less than a predetermined threshold. When it has the predetermined ratio or more, the control means ends the acquisition of the slice image.

【0020】比較結果が予め定められた閾値以下の値を
所定割合以上有するとき、試料が存在しないと判断さ
れ、切片像の取得が終了する。
When the comparison result has a value equal to or less than a predetermined threshold value or more than a predetermined ratio, it is determined that the sample does not exist, and the acquisition of the slice image ends.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1はこの発明の第1実施形態に係る共焦
点レーザ走査顕微鏡のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a confocal laser scanning microscope according to a first embodiment of the present invention.

【0023】共焦点レーザ走査顕微鏡は、レーザ光源1
と、ビームエクスパンダ2と、ダイクロイックミラー
(光分離手段)3と、2次元スキャンユニット(走査手
段)4と、スキャナコントローラ5と、集光レンズ6
と、対物レンズ7と、Z軸コントローラ(駆動手段)8
と、吸収フィルタ9と、集光レンズ10と、ピンホール
フィルタ11と、光検出器12と、コンピュータ(制御
手段)20と、画像処理回路21と、モニタ(観察手
段)22とを備える。
The confocal laser scanning microscope uses a laser light source 1
, A beam expander 2, a dichroic mirror (light separating means) 3, a two-dimensional scanning unit (scanning means) 4, a scanner controller 5, and a condenser lens 6.
, Objective lens 7, Z-axis controller (driving means) 8
, An absorption filter 9, a condenser lens 10, a pinhole filter 11, a photodetector 12, a computer (control means) 20, an image processing circuit 21, and a monitor (observation means) 22.

【0024】光源1は励起レーザ光(以後、レーザ光と
いう)を発してステージ(図示せず)上に載置された試
料13に照射する。
The light source 1 emits an excitation laser beam (hereinafter, referred to as a laser beam) and irradiates a sample 13 mounted on a stage (not shown).

【0025】ビームエクスパンダ2はレーザ光を対物レ
ンズの瞳面を満たす大きさに拡大する。
The beam expander 2 expands the laser light to a size that satisfies the pupil plane of the objective lens.

【0026】ダイクロイックミラー2はレーザ光を透過
させないが試料13から発せられる蛍光を透過させる。
The dichroic mirror 2 does not transmit the laser beam but transmits the fluorescence emitted from the sample 13.

【0027】2次元スキャンユニット4はスキャナコン
トローラ5によってXY方向の走査を行う水平スキャナ
4Aと垂直スキャナ4Bとを備える。
The two-dimensional scanning unit 4 includes a horizontal scanner 4A and a vertical scanner 4B that perform scanning in the X and Y directions by the scanner controller 5.

【0028】スキャナコントローラ5はコンピュータ2
0から出力される水平同期信号21aと垂直同期信号2
1bとに基づいて水平スキャナ4Aと垂直スキャナ4B
とを制御する。
The scanner controller 5 is a computer 2
0 and the vertical synchronization signal 2a and the vertical synchronization signal 2
1b, a horizontal scanner 4A and a vertical scanner 4B.
And control.

【0029】対物レンズ7は2次元スキャンユニット4
と試料13との間に配置され、Z軸コントローラ8によ
って試料13に対して光軸方向に移動される。
The objective lens 7 is a two-dimensional scanning unit 4
And the sample 13, and is moved in the optical axis direction with respect to the sample 13 by the Z-axis controller 8.

【0030】Z軸コントローラ8はコンピュータ20か
ら出力される、光軸方向の移動間隔及び移動方向aを指
示する移動信号20bによって制御される。
The Z-axis controller 8 is controlled by a movement signal 20b output from the computer 20 and instructing a movement interval in the optical axis direction and a movement direction a.

【0031】Z軸コントローラ8としては、例えばDC
サーボモータを用いることができる。
As the Z-axis controller 8, for example, DC
A servo motor can be used.

【0032】集光レンズ10はダイクロイックミラー3
によって分離され、吸収フィルタ9を通過した光を集光
させる。
The condenser lens 10 is a dichroic mirror 3
The light that has been separated and passed through the absorption filter 9 is collected.

【0033】ピンホールフィルタ11は対物レンズ7の
焦点面と共役な位置に設けられ、試料13の結像部で発
した光だけを通過させる。
The pinhole filter 11 is provided at a position conjugate with the focal plane of the objective lens 7 and allows only light emitted from the image forming portion of the sample 13 to pass.

【0034】蛍光検出器12はピンホールフィルタ11
を通過した試料13の光を検出し、入力した光を光強度
を表す信号12aに変換する。
The fluorescence detector 12 is a pinhole filter 11
The light of the sample 13 that has passed through is detected, and the input light is converted into a signal 12a representing the light intensity.

【0035】画像処理回路21はA/D変換器、フレー
ムメモリ、D/A変換器等の画像化のための回路を備え
る。
The image processing circuit 21 includes an A / D converter, a frame memory, a D / A converter, and other circuits for imaging.

【0036】この画像処理回路21は光検出器12の信
号12aとコンピュータ20から出力される、ピクセル
クロック信号20aとに基づいて試料の切片像をフレー
ムメモリに記録するとともに、取得した切片像をモニタ
22に表示する。また、取得した切片像の画像情報をコ
ンピュータ20に送信する。
The image processing circuit 21 records a section image of the sample in a frame memory based on the signal 12a of the photodetector 12 and the pixel clock signal 20a output from the computer 20, and monitors the acquired section image. 22. Further, the image information of the acquired slice image is transmitted to the computer 20.

【0037】図2はコンピュータ20による切片画像の
取得方法を説明するフローチャートである。なお、図2
においてS1〜S8は各ステップを示す。
FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of acquiring a section image by the computer 20. Note that FIG.
In S1, S1 to S8 indicate each step.

【0038】まず、ユーザは光軸方向の移動間隔等の情
報をキーボード(図示せず)から入力する。この情報は
メモリ20Aに記憶される。
First, the user inputs information such as the movement interval in the optical axis direction from a keyboard (not shown). This information is stored in the memory 20A.

【0039】操作者は、Z軸コントローラ8を駆動し、
モニタ22で画像を見ながら試料13の上端部の画像に
焦点を合わせ、1枚目の切片像としてZ方向(光軸方
向)の位置を設定する。この焦点位置で2次元スキャン
ユニット4による2次元走査を行い、切片像の画像情報
をメモリ20Aに記憶する。(S1)。
The operator drives the Z-axis controller 8,
The operator focuses on the image at the upper end of the sample 13 while watching the image on the monitor 22, and sets the position in the Z direction (optical axis direction) as the first slice image. Two-dimensional scanning is performed by the two-dimensional scanning unit 4 at this focal position, and the image information of the slice image is stored in the memory 20A. (S1).

【0040】次に、コンピュータ20はZ軸コントロー
ラ8を駆動し、対物レンズ7を光軸方向へ所定間隔だけ
下降させる(S2)。
Next, the computer 20 drives the Z-axis controller 8 to lower the objective lens 7 by a predetermined distance in the optical axis direction (S2).

【0041】この新たな焦点位置で、2次元スキャンユ
ニット4による試料13の2次元走査を行い、切片像の
画像情報を取得する(S3)。
At this new focal position, the two-dimensional scanning of the sample 13 is performed by the two-dimensional scanning unit 4 to obtain image information of the slice image (S3).

【0042】コンピュータ20は、画像処理回路21か
ら取得し画像情報から、各画素のピクセル値を求め、ピ
クセル値(輝度値を0〜255の段階に数値化したも
の)が20以上になるピクセル数の占める割合が全ピク
セル数の10%以下であるか否かを判定する(S4)。
The computer 20 obtains the pixel value of each pixel from the image information obtained from the image processing circuit 21 and determines the number of pixels at which the pixel value (luminance value is quantified in the range of 0 to 255) is 20 or more. It is determined whether or not the ratio occupied by is less than 10% of the total number of pixels (S4).

【0043】S4でピクセル値が20以上になるピクセ
ル数の占める割合が全ピクセル数の10%以下でないと
判断された場合には、今回取得した切片像の画像情報を
メモリ20Aに記憶する(S5)。
If it is determined in S4 that the ratio of the number of pixels whose pixel value is 20 or more is not less than 10% of the total number of pixels, the image information of the slice image acquired this time is stored in the memory 20A (S5). ).

【0044】S4でピクセル値が20以上になるピクセ
ル数の占める割合が全ピクセル数の10%以下であると
判断された場合には、今回取得した切片像の画像情報か
ら前回取得した切片像の画像情報を減算(対応するピク
セルのピクセル値の減算)する(S6)。
If it is determined in S4 that the ratio of the number of pixels having a pixel value of 20 or more is 10% or less of the total number of pixels, the image information of the previously obtained section image is obtained from the image information of the currently obtained section image. The image information is subtracted (subtraction of the pixel value of the corresponding pixel) (S6).

【0045】次に、コンピュータ20は、S6で減算し
たピクセル値の絶対値が10以下になるピクセル数を求
め、そのピクセル数の占める割合が全ピクセル数の90
%以上であるか否かを判定する(S7)。
Next, the computer 20 obtains the number of pixels in which the absolute value of the pixel value subtracted in S6 becomes 10 or less, and the ratio of the number of pixels is 90% of the total number of pixels.
% Is determined (S7).

【0046】ピクセル値の絶対値が10以下になるピク
セル数の占める割合が全ピクセル数の90%以上でない
場合には、取得した切片像の画像情報をメモリ20Aに
記憶する(S8)。
If the ratio of the number of pixels whose absolute value of the pixel value is 10 or less is not 90% or more of the total number of pixels, the obtained image information of the slice image is stored in the memory 20A (S8).

【0047】ピクセル値の絶対値が10以下になるピク
セル数の占める割合が全ピクセル数の90%以上である
場合には、試料13がないと判断して切片像の画像情報
の取得を終了する(S9)。
If the ratio of the number of pixels whose absolute value of the pixel value is 10 or less is 90% or more of the total number of pixels, it is determined that there is no sample 13 and the acquisition of the image information of the slice image is terminated. (S9).

【0048】この第1実施形態によれば、以下の効果を
発揮できる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0049】試料13が存在し切片像間の画像情報が異
なっている間は、焦点面の移動と切片像の取得とを行
い、焦点面に試料13が存在しなくなり切片像間の画像
情報が同じになったとき、Z方向の移動と切片像の取得
を終了させるので、試料13の厚さを予め予め計算しな
くとも過不足なく切片像の画像情報を取得することがで
きる。
While the sample 13 is present and the image information between the slice images is different, movement of the focal plane and acquisition of the slice image are performed. When they become the same, the movement in the Z direction and the acquisition of the slice image are terminated, so that the image information of the slice image can be acquired without excess or deficiency without previously calculating the thickness of the sample 13 in advance.

【0050】試料13の厚さを予め計算するために試料
13の同じ部分を繰り返し走査する必要がなく、1回の
走査だけでよいので、蛍光を発する試料13の場合でも
ダメージや蛍光の退色を抑えることができる。
It is not necessary to repeatedly scan the same portion of the sample 13 to calculate the thickness of the sample 13 in advance, and only one scan is required. Therefore, even in the case of the sample 13 which emits fluorescence, damage and fading of the fluorescence can be prevented. Can be suppressed.

【0051】ピクセル値が20以上になるピクセル数の
占める割合が全ピクセル数の10%以下でない場合、切
片像の画像情報を取得するようにしたので、切片像間の
ピクセル値の差が小さい場合でも切片像の取得を終了
し、画像情報が不足してしまうという不都合が生じな
い。
If the ratio of the number of pixels whose pixel value is 20 or more is not less than 10% of the total number of pixels, the image information of the intercept image is obtained, so that the pixel value difference between the intercept images is small. However, there is no inconvenience that the acquisition of the slice image is terminated and the image information is insufficient.

【0052】ピクセル値が10以下になるピクセル数の
占める割合が全ピクセル数の90%以上である場合、切
片像の画像情報の取得を終了するので、切片像の画像情
報にノイズ成分が多く含まれ、切片像間のピクセル値の
差が零にならない場合でも、確実に切片像の取得を終了
し、意味のない画像情報を取得してしまうことがない。
If the ratio of the number of pixels having a pixel value of 10 or less is 90% or more of the total number of pixels, the acquisition of the image information of the slice image is terminated, and the image information of the slice image contains many noise components. Thus, even when the pixel value difference between the slice images does not become zero, the acquisition of the slice images is surely terminated, and the meaningless image information is not obtained.

【0053】図3はコンピュータ20による切片画像の
他の取得方法を説明するフローチャートである(第2実
施形態)。なお、図3においてS11〜S18は各ステ
ップを示す。
FIG. 3 is a flowchart for explaining another method of acquiring a section image by the computer 20 (second embodiment). In FIG. 3, S11 to S18 indicate each step.

【0054】まず、ユーザは光軸方向の移動間隔等の情
報をキーボード(図示せず)から入力する。この情報
は、メモリ20Aに記憶される。
First, the user inputs information such as the movement interval in the optical axis direction from a keyboard (not shown). This information is stored in the memory 20A.

【0055】操作者は、Z軸コントローラ8を駆動し、
モニタ22で画像を見ながら試料13の上端部の画像に
焦点を合わせ、1枚目の切片像としてZ方向(光軸方
向)の位置を設定する。この焦点位置で2次元スキャン
ユニット4による2次元走査を行い、切片像の画像情報
をメモリ20Aに記憶する。(S11)。
The operator drives the Z-axis controller 8, and
The operator focuses on the image at the upper end of the sample 13 while watching the image on the monitor 22, and sets the position in the Z direction (optical axis direction) as the first slice image. Two-dimensional scanning is performed by the two-dimensional scanning unit 4 at this focal position, and the image information of the slice image is stored in the memory 20A. (S11).

【0056】次に、コンピュータ20はZ軸コントロー
ラ8を駆動し、対物レンズ7を光軸方向へ所定間隔だけ
下降させる(S12)。
Next, the computer 20 drives the Z-axis controller 8 to lower the objective lens 7 by a predetermined distance in the optical axis direction (S12).

【0057】この新たな焦点位置で、2次元スキャンユ
ニット4による試料13の2次元走査を行い、切片像の
画像情報を取得する(S13)。
At this new focus position, the two-dimensional scanning of the sample 13 is performed by the two-dimensional scanning unit 4 to obtain image information of a slice image (S13).

【0058】コンピュータ20は、画像処理回路21か
ら取得した画像情報から、各画素のピクセル値を求め、
ピクセル値が20以上になるピクセル数の占める割合が
全ピクセル数の10%以下であるか否かを判定する(S
14)。
The computer 20 obtains the pixel value of each pixel from the image information obtained from the image processing circuit 21,
It is determined whether or not the proportion of the number of pixels whose pixel value is 20 or more is 10% or less of the total number of pixels (S
14).

【0059】S14でピクセル値が20以上になるピク
セル数の占める割合が全ピクセル数の10%以下でない
と判断された場合には、今回取得した切片像の画像情報
をメモリ20Aに記憶する(S15)。
If it is determined in S14 that the ratio of the number of pixels having a pixel value of 20 or more is not less than 10% of the total number of pixels, the image information of the slice image acquired this time is stored in the memory 20A (S15). ).

【0060】S14でピクセル値が20以上になるピク
セル数の占める割合が全ピクセル数の10%以下である
と判断された場合には、今回取得した切片像の画像情報
と前回取得した切片像の画像情報との除算(対応するピ
クセルのピクセル値の除算)を行う(S16)。
If it is determined in S14 that the ratio of the number of pixels having a pixel value of 20 or more is 10% or less of the total number of pixels, the image information of the slice image acquired this time and the image information of the slice image acquired last time are determined. Division with the image information (division of the pixel value of the corresponding pixel) is performed (S16).

【0061】次に、コンピュータ20は、S16の除算
結果が1±0.2になるピクセル数を求め、そのピクセ
ル数の占める割合が全ピクセル数の90%以上であるか
否かを判定する(S17)。
Next, the computer 20 obtains the number of pixels for which the result of the division in S16 is 1 ± 0.2, and determines whether or not the ratio of the number of pixels is 90% or more of the total number of pixels (step S16). S17).

【0062】除算結果が1±0.2になるピクセル数の
占める割合が全ピクセル数の90%以上でない場合に
は、取得した切片像の画像情報をメモリ20Aに記憶す
る(S18)。
If the ratio of the number of pixels whose division result is 1 ± 0.2 is not 90% or more of the total number of pixels, the obtained image information of the slice image is stored in the memory 20A (S18).

【0063】除算結果が1±0.2になるピクセル数の
占める割合が全ピクセル数の90%以上である場合に
は、試料13がないと判断して切片像の画像情報の取得
を終了する(S19)。
If the ratio of the number of pixels whose division result is 1 ± 0.2 is 90% or more of the total number of pixels, it is determined that there is no sample 13 and the acquisition of the image information of the slice image is terminated. (S19).

【0064】この第2実施形態によれば、第1実施形態
と同様の効果を発揮することができる。
According to the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be exhibited.

【0065】なお、上記各実施形態では対物レンズを用
いたが、DCモータではなくピエゾ素子、ステッピング
モータ及び超音波モータ等を用いることもできる。
Although the objective lens is used in each of the above embodiments, a piezo element, a stepping motor, an ultrasonic motor, or the like may be used instead of a DC motor.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上に説明したように請求項1に記載の
発明のレーザ走査顕微鏡によれば、試料が存在し、前に
取得した切片像と後で取得した切片像の画像情報が異な
っている間は、焦点面の移動と切片像の取得とを行い、
試料が存在しなくなり、前に取得した切片像と後で取得
した切片像の画像情報が同じになったとき、光軸方向の
移動と切片像の取得を終了させるので、試料の厚さを予
め計算しなくとも過不足なく切片像の画像情報を取得す
ることができる。
As described above, according to the laser scanning microscope of the first aspect of the present invention, the sample exists, and the image information of the previously acquired section image differs from that of the later acquired section image. While moving, move the focal plane and acquire the section image,
When the sample disappears and the image information of the previously acquired section image and the image information of the section image acquired later become the same, the movement in the optical axis direction and the acquisition of the section image are terminated. It is possible to acquire the image information of the slice image without excess or deficiency without performing the calculation.

【0067】また、蛍光を発する試料の場合でも、試料
の走査は1回でよいので、試料のダメージや蛍光の退色
を抑えることができる。
Even in the case of a sample that emits fluorescence, the scanning of the sample only needs to be performed once, so that damage to the sample and fading of the fluorescence can be suppressed.

【0068】請求項2に記載の発明のレーザ走査顕微鏡
によれば、比較する前の輝度情報が予め定められた閾値
以上の値を所定の割合以上有するときには、試料が存在
すると判断され、切片像取得が続けられるので、切片像
間のピクセル値の差が小さい場合でも切片像の取得を終
了し、画像情報が不足してしまうという不都合が生じな
い。
According to the laser scanning microscope of the second aspect of the invention, when the luminance information before comparison has a value equal to or more than a predetermined threshold value and a predetermined ratio or more, it is determined that a sample is present, and the slice image is determined. Since the acquisition is continued, even if the difference between the pixel values between the slice images is small, the acquisition of the slice image is terminated, and there is no inconvenience that the image information is insufficient.

【0069】請求項3に記載の発明のレーザ走査顕微鏡
によれば、比較結果が予め定められた閾値以下の値を所
定割合以上有するとき、試料が存在しないと判断され、
切片像の取得を終了させるので、切片像の画像情報にノ
イズ成分が多く含まれ、切片像間のピクセル値の差が零
にならない場合でも、確実に切片像の取得を終了し、意
味のない画像情報を取得してしまう不都合が生じない。
According to the laser scanning microscope of the third aspect of the present invention, when the comparison result has a value equal to or less than a predetermined threshold value and a predetermined ratio or more, it is determined that the sample does not exist,
Since the acquisition of the slice image is terminated, even if the image information of the slice image contains a lot of noise components and the pixel value difference between the slice images does not become zero, the acquisition of the slice image is surely terminated and is meaningless. There is no inconvenience of acquiring image information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1はこの発明の第1実施形態に係る共焦点レ
ーザ走査顕微鏡のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a confocal laser scanning microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2はコンピュータによる切片画像の取得方法
を説明するフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of acquiring a section image by a computer.

【図3】図3はコンピュータによる切片画像の他の取得
方法を説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating another method for acquiring a slice image by a computer.

【図4】図4は試料の厚さと切片像の枚数との関係を説
明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the thickness of a sample and the number of slice images.

【図5】図5は試料の厚さと切片像の枚数との関係を説
明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the thickness of a sample and the number of slice images.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 ビームエクスパンダ 3 ダイクロイックミラー(光分離手段) 4 2次元スキャンユニット(走査手段) 7 対物レンズ 8 Z軸コントローラ(駆動手段) 11 ピンホールフィルタ 20 コンピュータ(制御手段) 22 モニタ(観察手段) Reference Signs List 1 laser light source 2 beam expander 3 dichroic mirror (light separating means) 4 two-dimensional scan unit (scanning means) 7 objective lens 8 Z-axis controller (driving means) 11 pinhole filter 20 computer (control means) 22 monitor (observing means) )

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励起レーザ光を反射するとともに蛍光を
透過する光分離手段と、 前記励起レーザ光を試料上で2次元走査する走査手段
と、 前記走査手段と前記試料との間に配置された対物レンズ
と、 前記試料と前記対物レンズとの光軸方向における相対位
置を移動可能な駆動手段と、 前記光分離手段を透過した蛍光を受光して、試料の切片
像を取得する観察手段とを備えたレーザ走査顕微鏡にお
いて、 前記駆動手段を駆動して前記相対位置を光軸方向へ所定
距離ずつ移動させ、その移動の度に、移動前後に取得さ
れる切片像同士の画像情報を比較し、この画像情報の比
較結果に基づいて前記切片像の取得を終了させる制御手
段を備えていることを特徴とするレーザ走査顕微鏡。
1. A light separating unit that reflects an excitation laser beam and transmits fluorescence, a scanning unit that two-dimensionally scans the excitation laser beam on a sample, and is disposed between the scanning unit and the sample. An objective lens, a driving unit capable of moving a relative position of the sample and the objective lens in an optical axis direction, and an observation unit that receives fluorescence transmitted through the light separating unit and acquires a slice image of the sample. In the provided laser scanning microscope, by driving the driving means to move the relative position by a predetermined distance in the optical axis direction, for each movement, comparing the image information between the slice images obtained before and after the movement, A laser scanning microscope comprising a control unit for terminating the acquisition of the slice image based on the comparison result of the image information.
【請求項2】 前記画像情報は各画素の輝度情報であ
り、前記比較する前の前記輝度情報が予め定められた閾
値以上の値を所定の割合以上有するとき、前記制御手段
は切片像の取得を続けることを特徴とする請求項1記載
のレーザ走査顕微鏡。
2. The method according to claim 1, wherein the image information is luminance information of each pixel, and when the luminance information before the comparison has a value equal to or more than a predetermined threshold value and a predetermined ratio or more, the control unit obtains a slice image. 2. The laser scanning microscope according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記画像情報は各画素の輝度情報であ
り、前記比較結果が予め定められた閾値以下の値を所定
割合以上有するとき、制御手段は切片像の取得を終了す
ることを特徴とする請求項1記載のレーザ走査顕微鏡。
3. The method according to claim 2, wherein the image information is luminance information of each pixel, and when the comparison result has a value equal to or less than a predetermined threshold value and equal to or more than a predetermined ratio, the control unit ends the acquisition of the intercept image. The laser scanning microscope according to claim 1, wherein
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